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Berry phase in superconducting multiterminal quantum dots

机译：超导多末端量子点中的贝里相

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摘要

We report on a study of the nontrivial Berry phase in superconducting multiterminal quantum dots biased at commensurate voltages. Starting with the time-periodic Bogoliubov-de Gennes equations, we obtain a tight-binding model in Floquet space, and we solve these equations in the semiclassical limit. We observe that the parameter space defined by the contact transparencies and quartet phase splits into two components with a nontrivial Berry phase. We use the Bohr-Sommerfeld quantization to calculate the Berry phase. We find that if the quantum dot level sits at zero energy, then the Berry phase takes the values φ_B = 0 or φ_B = π . We demonstrate that this nontrivial Berry phase can be observed by tunneling spectroscopy in the Floquet spectra. Consequently, the Floquet-Wannier-Stark ladder spectra of superconducting multiterminal quantum dots are shifted by half-a-period if φ_B = π. Our numerical calculations based on the Keldysh Green's functions show that this Berry phase spectral shift can be observed from the quantum dot tunneling density of states.
机译：我们报告了偏置在相称电压的超导多端量子点中非平凡贝里相的研究。从时间周期Bogoliubov-de Gennes方程开始，我们在Floquet空间中获得了紧约束模型，并在半经典极限条件下求解了这些方程。我们观察到，由接触透明度和四方相定义的参数空间分为两个分量，它们具有不平凡的Berry相。我们使用Bohr-Sommerfeld量化来计算Berry相位。我们发现，如果量子点能级处于零能量，则贝里相位的取值为φ_B= 0或φ_B=π。我们证明可以通过隧道光谱在Floquet光谱中观察到这一重要的Berry相。因此，如果φ_B=π，则超导多末端量子点的Floquet-Wannier-Stark阶梯光谱会移动半个周期。我们基于凯尔迪什格林函数的数值计算表明，可以从状态的量子点隧穿密度观察到这种Berry相光谱偏移。

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  • 来源
    《Physical review》 |2020年第3期|035411.1-035411.14|共14页
  • 作者

    Benoit Doucot; Romain Danneau; Kang Yang; Jean-Guy Caputo; Regis Melin;

  • 作者单位

    Laboratoire de Physique Theorique et Hautes Energies Sorbonne Universite and CNRS UMR 7589 4 place Jussieu 75252 Paris Cedex 05 France;

    Institute of Nanolechnology Karlsruhe Institute of Technology D-76021 Karlsruhe Germany;

    Laboratoire de Physique Theorique et Hautes Energies Sorbonne Universite and CNRS UMR 7589 4 place Jussieu 75252 Paris Cedex 05 France Laboratoire de Physique des Solides CNRS UMR 8502 Universite Paris—Sud Universite Paris-Saclay F-91405 Orsay Cedex France;

    Laboratoire de Mathematiques INSA de Rouen Avenue de l'Universite F-76801 Saint-Etienne du Rouvray France;

    Universite Grenoble-Alpes CNRS Grenoble INP Institut NEEL 38000 Grenoble France;

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